使用Jenkins Operator在k8s中部署Jenkins

目錄

• 1、Jenkins Operator 介紹

• 2、Jenkins Operator 的架構(gòu)和設(shè)計

• 3、使用 Operator 部署 Jenkins

• 3.1 前提條件

• 3.2 獲取并創(chuàng)建 CRD

• 3.3 部署 Jenkins Operator

• 3.4 部署 Jenkins

1、Jenkins Operator 介紹

Kubernetes Operator^[1]是一種特定于應(yīng)用的控制器，可擴展Kubernetes API的功能，來代表Kubernetes用戶創(chuàng)建、配置和管理復(fù)雜應(yīng)用的實例

這里對Operator的相關(guān)介紹就不多贅述了，主要還是回到Jenkins Operator這個話題

基于k8s上Jenkins的常規(guī)安裝是使用yaml資源清單，更為方便一點的是helm chart，但是常常我們在安裝后還需要做很多的動作。例如插件問題，這盡管可以通過Configuration as Code的方式來解決，根據(jù)個人實際經(jīng)驗來看，還是存在一定幾率會因主鏡像版本、環(huán)境等存在諸多不可預(yù)知的問題。當然不同的部署方式都各有利弊，大家根據(jù)實際情況選擇即可。

直到官方支持Jenkins可以在k8s中通過Operator方式部署，在4月中旬，Jenkins blog^[2]說道：Jenkins Operator 正式成為了 Jenkins 的子項目，填補了Jenkins與Kubernetes間的縫隙。也就是說，最初由（個人）三方團隊編寫的Jenkins Operator被Jenkins官方認可了

參考官方說明，Jenkins Operator可以幫我們解決以下問題：

• 安裝指定版本的插件

  即使最新版本插件不兼容或具備安全漏洞，還是為了插件穩(wěn)定性而使用（因為常常會出現(xiàn)我們通過一鍵升級插件導(dǎo)致很多問題而去手動安裝舊版本插件的情況）

• 更好的自定義配置

  包含在安裝指定版本插件時指定插件配置等聲明式配置

• 開箱即用的安全配置

• 可靈活調(diào)整的debug錯誤調(diào)試

• 備份和還原作業(yè)歷史記錄

  ......

2、Jenkins Operator 的架構(gòu)和設(shè)計

參考Jenkins Operator Architecture and design^[3]

Jenkins Operator的設(shè)計包含以下概念

• 監(jiān)視清單的任何更改，并根據(jù)已部署的自定義資源清單維護所需的狀態(tài)
• 實現(xiàn)主reconciliation循環(huán)，由兩個較小的reconciliation循環(huán)：base和user

Base reconciliation 循環(huán)負責監(jiān)聽Jenkins基礎(chǔ)配置：

• 確認清單-監(jiān)聽清單中發(fā)生的任何更改
• 確保Jenkins Pod狀態(tài)，創(chuàng)建和驗證Jenkins Server Pod的狀態(tài)
• 確認Jenkins的配置，包括安全加固、初始化配置等
• 確認Jenkins API token，生成token并初始化Jenkins Client

User reconciliation循環(huán)負責協(xié)調(diào)用戶提供的配置：

• 確保恢復(fù)任務(wù)，創(chuàng)建恢復(fù)任務(wù)，并確保恢復(fù)已成功執(zhí)行
• 確保Seed Jobs，創(chuàng)建Seed Jobs并確保所有這些工作都已成功執(zhí)行
• 確保用戶配置，執(zhí)行用戶提供的配置，如groovy腳本，配置為代碼或插件
• 確保備份任務(wù)，創(chuàng)建備份任務(wù)并確保備份成功

Operator狀態(tài)Operator狀態(tài)保存在自定義資源狀態(tài)部分中，該部分用于存儲Operator管理的任何配置事件或Job狀態(tài)

即使操作者或Jenkins重新啟動，它也能幫助保持或恢復(fù)所需的狀態(tài)

3、使用 Operator 部署 Jenkins

3.1 前提條件

參考Jenkins Operator官方文檔^[4]，需要有一個1.11+版本的Kubernetes集群，這里我的環(huán)境如下

# kubectl version -o yaml
clientVersion:
  buildDate: "2020-12-08T17:59:43Z"
  compiler: gc
  gitCommit: af46c47ce925f4c4ad5cc8d1fca46c7b77d13b38
  gitTreeState: clean
  gitVersion: v1.20.0
  goVersion: go1.15.5
  major: "1"
  minor: "20"
  platform: darwin/amd64
serverVersion:
  buildDate: "2021-01-13T13:20:00Z"
  compiler: gc
  gitCommit: faecb196815e248d3ecfb03c680a4507229c2a56
  gitTreeState: clean
  gitVersion: v1.20.2
  goVersion: go1.15.5
  major: "1"
  minor: "20"
  platform: linux/amd64

3.2 獲取并創(chuàng)建 CRD

獲取yaml并創(chuàng)建crd，當然也可以通過直接apply遠程地址，這里先將其保存到本地

# wget -c https://raw.githubusercontent.com/jenkinsci/kubernetes-operator/master/deploy/crds/jenkins_v1alpha2_jenkins_crd.yaml
# kubectl apply -f jenkins_v1alpha2_jenkins_crd.yaml
Warning: apiextensions.k8s.io/v1beta1 CustomResourceDefinition is deprecated in v1.16+, unavailable in v1.22+; use apiextensions.k8s.io/v1 CustomResourceDefinition
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/jenkins.jenkins.io created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/jenkinsimages.jenkins.io created

3.3 部署 Jenkins Operator

有以下兩種方式部署Jenkins Operator

• 使用yaml一鍵安裝，默認將安裝在default命名空間下

  # kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/jenkinsci/kubernetes-operator/master/deploy/all-in-one-v1alpha2.yaml
  # kubectl get pods -w
  

• 使用helm并自定義安裝，依賴helm在v3以上版本

創(chuàng)建ns

# kubectl create ns jenkins

添加helm倉庫并獲取chart

# helm repo add jenkins https://raw.githubusercontent.com/jenkinsci/kubernetes-operator/master/chart
"jenkins" has been added to your repositories
# helm pull jenkins/jenkins-operator
# tar xf jenkins-operator-0.4.3.tgz && cd jenkins-operator

修改value yaml部分內(nèi)容，可以定義關(guān)于jenkins實例、operator deployment、backup備份相關(guān)、Configuration配置相關(guān)字段

• 指定 ns
• 指定插件
• 默認情況只持久化了備份卷，這里將數(shù)據(jù)卷也做持久化，sc使用csi-rbd-sc
• 默認開啟configurationAsCode，并通過configmap和secret注入

jenkins:
...
  namespace: jenkins
...
  basePlugins:
    - name: kubernetes
      version: "1.28.6"
    - name: workflow-job
      version: "2.40"
    - name: workflow-aggregator
      version: "2.6"
    - name: git
      version: "4.5.0"
    - name: job-dsl
      version: "1.77"
    - name: configuration-as-code
      version: "1.46"
    - name: kubernetes-credentials-provider
      version: "0.15"
  plugins:
    - name: simple-theme-plugin
      version: "0.6"
#  plugins: []
...
  # volumes used by Jenkins
  # By default, we are only using backup
  volumes:
    - name: backup # PVC volume where backups will be stored
      persistentVolumeClaim:
        claimName: jenkins-backup

  # volumeMounts are mounts for Jenkins pod
  volumeMounts: []
...
  backup:
    # enabled is enable/disable switch for backup feature
    # By default the feature is enabled
    enabled: true

    # image used by backup feature
    # By default using prebuilt backup PVC image by VirtusLab
    image: virtuslab/jenkins-operator-backup-pvc:v0.1.0

    # containerName is backup container name
    containerName: backup

    # interval defines how often make backup in seconds
    interval: 30

    # makeBackupBeforePodDeletion when enabled will make backup before pod deletion
    makeBackupBeforePodDeletion: true

    # backupCommand is backup container command
    backupCommand:
      - /home/user/bin/backup.sh

    # restoreCommand is backup restore command
    restoreCommand:
      - /home/user/bin/restore.sh

    getLatestAction:
      - /home/user/bin/get-latest.sh

    # pvc is Persistent Volume Claim Kubernetes resource
    pvc:
      # enabled is enable/disable switch for PVC
      enabled: true

      # size is size of PVC
      size: 5Gi

      # className is storageClassName for PVC
      # See https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/persistent-volumes/#class-1 for more details
      className: "csi-rbd-sc"

    # env contains container environment variables
    # PVC backup provider handles these variables:
    # BACKUP_DIR - path for storing backup files (default: "/backup")
    # JENKINS_HOME - path to jenkins home (default: "/jenkins-home")
    # BACKUP_COUNT - define how much recent backups will be kept
    env:
      - name: BACKUP_DIR
        value: /backup
      - name: JENKINS_HOME
        value: /jenkins-home
      - name: BACKUP_COUNT
        value: "3" # keep only the 3 most recent backups

    # volumeMounts holds the mount points for volumes
    volumeMounts:
      - name: jenkins-home
        mountPath: /jenkins-home # Jenkins home volume
      - mountPath: /backup # backup volume
        name: backup
...
  configuration:
    configurationAsCode: {}
    #    - configMapName: jenkins-casc
    #      content: {}
    groovyScripts: {}
    #    - configMapName: jenkins-gs
    #      content: {}

    # secretRefName of existing secret (previously created)
    secretRefName: ""

    # secretData creates new secret if secretRefName is empty and fills with data provided in secretData
    secretData: {}

執(zhí)行安裝

# helm install jenkins jenkins-operator -n jenkins --values ./jenkins-operator/values.yaml
NAME: jenkins
LAST DEPLOYED: Sun May 16 19:42:32 2021
NAMESPACE: jenkins
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
NOTES:
1. Watch Jenkins instance being created:
$ kubectl --namespace jenkins get pods -w

2. Get Jenkins credentials:
$ kubectl --namespace jenkins get secret jenkins-operator-credentials-jenkins -o 'jsonpath={.data.user}' | base64 -d
$ kubectl --namespace jenkins get secret jenkins-operator-credentials-jenkins -o 'jsonpath={.data.password}' | base64 -d

3. Connect to Jenkins (actual Kubernetes cluster):
$ kubectl --namespace jenkins port-forward jenkins-jenkins 8080:8080

Now open the browser and enter http://localhost:8080

檢查創(chuàng)建的operator

# kubectl get pods -n jenkins
NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
jenkins-jenkins                            1/2     Running   0          44s
jenkins-jenkins-operator-996887c4b-wftz2   1/1     Running   0          1m29s
# kubectl -n jenkins get jenkins
NAME      AGE
jenkins   70s

3.4 部署 Jenkins

一旦上面的Jenkins Operator部署后啟動并正常運行，就自動會部署一個Jenkins實例Pod了

實際上可以看到，通過Jenkins Operator部署的Jenkins的控制器不是場景k8s自帶的三大控制器，而是由operator自己管控

觀察operator的日志如下

# kubectl -n jenkins logs -f jenkins-jenkins-operator-996887c4b-wftz2
2021-05-16T11:59:05.017Z        INFO    controller-jenkins      jenkins/jenkins_controller.go:432       Setting default Jenkins API settings    {"cr": "jenkins"}
2021-05-16T11:59:05.073Z        INFO    controller-jenkins      jenkins/handler.go:88   *v1alpha2.Jenkins/jenkins has been updated      {"cr": "jenkins"}
2021-05-16T11:59:06.568Z        INFO    controller-jenkins      base/pod.go:159 Creating a new Jenkins Master Pod jenkins/jenkins-jenkins       {"cr": "jenkins"}

觀察jenkins pod中jenkins master的日志如下，正在下載插件（此步驟稍慢）

# kubectl -n jenkins logs -f jenkins-jenkins -c jenkins-master
...
 > bootstrap4-api depends on font-awesome-api:5.15.2-2,jquery3-api:3.5.1-3,popper-api:1.16.1-2
Downloading plugin: font-awesome-api from https://updates.jenkins.io/dynamic-2.263//latest/font-awesome-api.hpi
Downloading plugin: jquery3-api from https://updates.jenkins.io/dynamic-2.263//latest/jquery3-api.hpi
Downloading plugin: popper-api from https://updates.jenkins.io/dynamic-2.263//latest/popper-api.hpi

如果在有限時間（健康檢查時間）內(nèi)沒有下載成功，這通常是由于網(wǎng)絡(luò)原因引起的，Operator會中斷該Pod并重新創(chuàng)建

# kubectl -n jenkins logs -f jenkins-jenkins-operator-996887c4b-wftz2
2021-05-16T12:09:42.854Z        INFO    controller-jenkins      base/reconcile.go:370   Container 'jenkins-master' is terminated, status '{Name:jenkins-master State:{Waiting:nil Running:nil Terminated:&ContainerStateTerminated{ExitCode:137,Signal:0,Reason:Error,Message:,StartedAt:2021-05-16 12:05:54 +0000 UTC,FinishedAt:2021-05-16 12:09:42 +0000 UTC,ContainerID:docker://342349d9e4045cd312345937797a2d9f048f3623fc1ce6bf1c2b77ff4f04d8da,}} LastTerminationState:{Waiting:nil Running:nil Terminated:nil} Ready:false RestartCount:0 Image:jenkins/jenkins:2.263.2-lts-alpine ImageID:docker-pullable://jenkins/jenkins@sha256:496142509b7d3e3f22f5cdc81b1d1322db61ec929d34dfd66b9ec3257bca13e5 ContainerID:docker://342349d9e4045cd312345937797a2d9f048f3623fc1ce6bf1c2b77ff4f04d8da Started:0xc0005aa2c6}' {"cr": "jenkins"}

可行的一個解決辦法是將value.yaml中的健康檢查時間微調(diào)或者臨時去掉健康檢查，并helm更新讓其正常啟動并持久化后再次恢復(fù)，或者新創(chuàng)建一個Jenkins控制器將其覆蓋

# helm -n jenkins upgrade jenkins jenkins-operator --values ./jenkins-operator/values.yaml

最終直到看見這樣的日志，就表示Jenkins啟動成功了

2021-05-16 13:26:14.221+0000 [id=28]    INFO    o.s.c.s.AbstractApplicationContext#obtainFreshBeanFactory: Bean factory for application context [org.springframework.web.context.support.StaticWebApplicationContext@295b7e33]: org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory@52880f75
2021-05-16 13:26:14.223+0000 [id=28]    INFO    o.s.b.f.s.DefaultListableBeanFactory#preInstantiateSingletons: Pre-instantiating singletons in org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory@52880f75: defining beans [filter,legacy]; root of factory hierarchy
2021-05-16 13:26:14.489+0000 [id=29]    INFO    jenkins.InitReactorRunner$1#onAttained: Completed initialization
2021-05-16 13:26:14.767+0000 [id=20]    INFO    hudson.WebAppMain$3#run: Jenkins is fully up and running

到這里，通過Jenkins Operator部署Jenkins就完成了（盡管看上去也沒多少比helm或傳統(tǒng)方式部署的優(yōu)勢），其實Jenkins Operator還有更為好用的的其他功能，后續(xù)再介紹

See you ~

參考資料